A micromechanical constitutive model for ductile fracture: numerical treatment and calibration strategy

This contribution describes the numerical treatment and calibration strategy for a new micromechanical damage model, which employs two internal damage variables. The new micromechanical model is based on Gurson's theory incorporating the void volume fraction as one damage parameter and a shear mechanism, which was formulated considering geometrical and phenomenological aspects, as the second internal damage variable. The first and the second damage variables are coupled in the constitutive formulation in order to affect the hydrostatic stress and deviatoric stress contributions, respectively. Both internal damage variables are independent and, as a consequence, they also require independent nucleation mechanisms for each one in order to trigger the growth contribution. These mechanisms require the determination of material parameters that are obtained through two calibration points: one for high and the other for low stress triaxiality. This is in contrast to other damage models that typically require one calibration point. In the first part of this paper, theoretical aspects of the constitutive formulation are presented and discussed. Then, an implicit numerical integration algorithm is derived, based on the operator split methodology, together with a methodology to perform the calibration of all material parameters. In order to assess the performance of the new model, the “butterfly” specimen was used and the 1045 steel was employed under a wide range of stress triaxiality. The results obtained from the numerical simulations are presented such as: the evolution of both damage parameters, the evolution of the equivalent plastic strain, the reaction versus displacement curve and the contour of the effective damage parameter. From the comparison of the numerical results with experimental evidence, it will be highlighted that the present formulation is able to predict accurately the location of fracture onset and the level of the associated equivalent plastic strain at fracture

Concentração de ânions no perfil de solo tratado sucessivamente com lodo de esgoto.

Resumo: Uma das preocupações quanto ao uso agrícola de lodo de esgoto é a lixiviação de ânions no perfil do solo, principalmente o nitrato, que podem atingir o lençol freático e contaminar as coleções hídricas após aplicações sucessivas do resíduo. O objetivo foi avaliar a concentração de nitrato, nitrito e sulfato no perfil do solo de 1 a 5 metros de profundidade após seis aplicações anuais de doses superestimadas de lodo de esgoto, seguidas de dez anos de cultivo sem adição do resíduo em poço escavado em uma área experimental. Observaram-se o acúmulo de sulfato até 2 metros de profundidade e as maiores concentrações de nitrato a 4 e 5 metros de profundidade, indicando maior movimentação deste ânion em relação aos demais. Abstract: One concern about using sewage sludge in agriculture is the leaching of anions through the soil profile, particularly nitrate, which could contaminate groundwater after successive residue applications. IN this study, anions concentrations were evaluated through the soil profile (1 to 5 m of depth) after six annual applications of superdoses of sewage sludge followed by 10 years of cultivation without adding the residue using a well excavated at an experimental area. Sulfate accumulation was observed until 2m of depth and mayor nitrate concentrations at 4 and 5m of depth, indicating more intense leaching of this anion

Mineralização do nitrogênio de lodo de esgoto após aplicação no solo.

Resumo: Lodos de esgoto podem ser reciclados em solo agrícola para fornecimento de nutrientes às plantas, principalmente nitrogênio (N), cuja concentração média nesse tipo de resíduo é de 2 a 4%. O presente trabalho teve como objetivo estudar a mineralização do nitrogênio aplicado no solo via doses de lodo de esgoto. O lodo de esgoto foi aplicado na área experimental da Embrapa Meio Ambiente entre os anos de 1999 e 2010, sendo a última aplicação em 2012. Foram testadas doses de lodo para fornecimento de 120, 240, 480 e 960 kg ha-1 de N, além de controle (0N). Tubos de PVC foram inseridos no solo (0 - 20 cm) e posteriormente retirados em duas épocas para quantificação do N inorgânico. No tempo inicial de avaliação os teores de amônio foram superiores aos de nitrato e após 45 dias estes se aproximaram. O amônio aumentou linearmente com a dose de lodo, enquanto o nitrato variou no tempo, com incremento de 407 mg kg-1 de N-NO3- em 45 dias. A taxa de mineralização do N do lodo nesse período foi igual a 92% do total de N aplicado, ou seja, houve disponibilidade excessiva de N em comparação com a demanda pelo milho

Impact of the geometry of inclusions at the micro-scale on the overall stochastic properties

In this contribution, the establishment of relationships between the microstructure of the material and the macroscopic properties is numerically investigated. The material under study is composed by inclusions randomly distributed on a uniform matrix and its heterogeneous nature is characterized by the size, shape, spatial distribution and properties of the inclusions. To conduct these analyses, a general framework that generates and simulates representative volume elements (RVEs) based on the commercial finite element (FEM) software ABAQUS and existing homogenization techniques is developed. Two and three-dimensional RVEs are generated and the variation of the properties investigated using a statistical approach

A comparison of models for ductile fracture prediction in forging processes

The possibility of predicting ductile fracture plays an important role in the design of components by forging processes.Experimental observations showed that the nucleation, growth and coalescence of voids are the mechanisms thatcontrol the initiation and propagation of fracture and that these mechanisms are influenced in different ways by factorslike the hydrostatic stress, the equivalent stress or by the maximal principal stress. Many ductile fracture indicators, basedon some or all of those factors, are available and used in many practical situations in the design of those components. Inthis work a comparative work of many of those criteria was undertaken. Different criteria were chosen amongst the morepopular ones and from different groups, in which they may be classified, namely those based on micromechanics andthose based on the geometry of voids or their growth mechanisms. The criteria based on the Continuous Damage Mechanics,in which a coupling between plastic deformation and material degradation is taken into account and that include differentdamage evolution descriptions for traction or compressive stress states, give a more correct and clear localizationfor the fracture initiation site

Compostos de lixo do Estado de São Paulo e parâmentros de qualidade exigidos pelo MAPA.

O documento Cidades Sustentáveis da Agenda 21 Brasileira cita que em 1989, o serviço de coleta de lixo estava disponível para 78,4% da população urbana, sendo que o uso agrícola representava 3% do volume de lixo coletado no país; as usinas municipais de reciclagem faziam a triagem de 2,2% do coletado; a incineração era de apenas 0,2% do total, ocorrendo apenas em alguns estados. Do total dos resíduos sólidos coletados, apenas 28% tinham destinação adequada. Os 72% restantes eram dispostos em lixões a céu aberto ou jogados em vales e rios. Uma das soluções apontadas pela Agenda é o incentivo às políticas de gerenciamento de resíduos sólidos, com ênfase em coleta seletiva e na compostagem, que é o processo de obtenção do Composto de Lixo Urbano - CLU. A utilização agrícola do CLU representa uma alternativa de disposição muito interessante, pois utiliza o solo como um meio favorável ao consumo da carga orgânica potencialmente poluidora, apresenta os menores custos, pode trazer os benefícios inerentes à incorporação de matéria orgânica ao solo e promove a reciclagem de nutrientes. Por outro lado, o CLU pode apresentar em sua composição contaminantes, como metais pesados e patógenos humanos. Portanto, a regulamentação da aplicação de CLU ao solo, por meio do estabelecimento de padrões de qualidade do composto é fundamental para evitar danos ao ambiente. No Brasil, destacam-se as Instruções Normativas Nº15, de 24 de dezembro de 2004 e Nº27, de 05 de junho de 2006, que indicam normas para o registro de fertilizantes e definem os limites de contaminantes que podem ser adicionados via esses fertilizantes, inclusive composto de lixo, ambas em resposta ao Decreto n0 4954 do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). Visto o exposto, o presente estudo teve como objetivo avaliar se amostras de CLU coletadas em diferentes usinas de compostagem do Estado de São Paulo atendem a algumas garantias e limites de contaminantes estabelecidos pelo MAPA para registro do resíduo como fertilizante orgânico

Mineralização do carbono e disponibilidade do nitrogênio em solos tratados com lodo de esgoto.

Resumo: A mineralização do nitrogênio (N) de lodos de esgoto é atributo chave na recomendação da dose a ser aplicada no campo, porém sua determinação envolve custos elevados e tempo excessivo. A mineralização do carbono (C) é mais operacional no laboratório e poderia ser utilizada para estimar a disponibilidade do N, cuja investigação dessa relação foi objetivo do presente estudo. Os dados utilizados foram provenientes de dois trabalhos de pesquisa desenvolvidos a partir de amostras de solo coletadas em duas áreas experimentais com doses de lodo de esgoto aplicadas anualmente por mais de 7 anos. Em um desses trabalhos foi definida a taxa de mineralização do N do solo em laboratório para a camada 0-20 cm de profundidade, enquanto no outro, o foco foi a caracterização da mineralização do C nas profundidades 0-5, 5-10 e 10-20 cm e em classes de agregado (9,52-4,00; 4,00-2,00; 2,00-0,25 e <0,053 mm) separadas a partir da amostra original de solo coletada. Os atributos C mineralizado acumulado, C potencialmente mineralizável, taxa de mineralização do C, relação C/N e grau de humificação foram correlacionados estatisticamente com o N mineralizado. A disponibilidade de nitrogênio em solo fertilizado com lodo de esgoto foi melhor estimada por meio das variáveis C mineralizado acumulado, C potencialmente mineralizável e relação C/N, sendo a dependência destas com o N disponível melhor evidenciada na camada 0-5 cm e nas classes 9,52 - 4,00 mm; 4,00 - 2,00 mm; e < 0,053 mm, o que foi parcialmente atribuído à diferenças no grau de humificação da matéria orgânica

Desempenho de novilhos Simental alimentados com silagem de sorgo, cana-de-açúcar e palhada de arroz tratada ou não com amônia anidra.

Avaliou-se o desempenho de novilhos alimentados com dietas contendo palhada de arroz amonizada, palhada de arroz + uréia, cana-de-açúcar + uréia e silagem de sorgo. Utilizaram-se 16 novilhos, Simental PO, com peso vivo médio de 400 kg, distribuídos em delineamento inteiramente casualizado. O experimento teve duração de 88 dias, sendo 15 de adaptação e 61 dias de avaliação, divididos em três períodos de 21 dias. O consumo total de MS, que variou de 7,1 a 10,0 kg/dia, diferiu entre as dietas, registrando-se maiores consumos para os animais que receberam dietas contendo palhada de arroz amonizada e silagem de sorgo, que, por sua vez, não diferiram entre si. A conversão alimentar não diferiu entre as diferentes dietas, registrando-se valor médio de 6,6. Observou-se maior ganho de peso para os animais que receberam palhada de arroz amonizada (1,59 kg/dia) em relação à palhada mais uréia (1,25 kg/dia). O efeito da amonização, melhorando o valor nutritivo da palhada de arroz, resultou em maior consumo voluntário deste volumoso e, conseqüentemente, em maior ganho diário de peso vivo dos animais, em relação à palhada de arroz não-tratada e suplementada com uréia

Novel sources of Flavor Changed Neutral Currents in the 331RHN331_{RHN} model

Sources of Flavor Changed Neutral Currents (FCNC) naturally emerge from a well motivated framework called 3-3-1 with right-handed neutrinos model, $331_{RHN}$ for short, mediated by an extra neutral gauge boson $Z^{\prime}$. Following previous works we calculate these sources and in addition we derive new ones coming from CP-even and -odd neutral scalars which appear due to their non-diagonal interactions with the physical standard quarks. Furthermore we show that bounds related to the neutral mesons systems $K_L-K_S$ and $D_1^0 - D_2^0$ may be significantly strengthened in the presence of these new interactions allowing us to infer stronger constraints on the parameter space of the model.Comment: Published version. 10 pages, 6 figure

Proteomic analysis of Trypanosoma cruzi response to ionizing radiation stress.

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